Наладить связь «мозг-компьютер»: Ученые из Ростова на 78% научились «читать» мысли людей, чтобы помочь пациентам после инсульта

Донские ученые научились «слышать» мысли людей, а точнее их мысленную речь. Это удалось сделать, проанализировав электроэнцефалограммы 22 добровольцев. Исследователи даже составили словарь сигналов мозга, чтобы в будущем обучить искусственный интеллект чтению мыслей.
О подробностях открытия рассказал один из авторов разработки, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского технологического центра нейротехнологий ЮФУ Дмитрий Шапошников.

Дать голос тем, кто не может говорить из-за болезни

Идея научиться «читать» мысли родилась не из праздного любопытства, а из насущной необходимости помочь людям, которые оказались запертыми в собственном теле. Речь о пациентах с тяжелыми нарушениями речи и двигательных функций.
– Люди с боковым амиотрофическим склерозом или синдромом изоляции часто полностью обездвижены. Они не могут отправить сообщение, пошевелить рукой или даже языком. Все, что им остается, — думать, – пояснил ученый.
Они слышат, понимают, осознают происходящее вокруг, но не могут ни говорить, ни двигаться. Именно здесь на помощь могли бы прийти интерфейсы «мозг-компьютер» — технологии, которые считывают электрические сигналы мозга и превращают их в команды для внешних устройств. Они способны вернуть таким людям возможность общаться. Но для этого необходимо одно ключевое условие: научиться расшифровывать то, что человек произносит про себя, без единого движения губ.

Читают мысли с точностью до 78%

Чтобы проверить гипотезу, ученые записали электроэнцефалограммы 22 здоровых добровольцев. Из них было 12 русскоязычных и десять испаноязычных. Участников попросили произносить вслух и мысленно шесть слов-команд: «вверх», «вниз», «влево», «вправо», «вперед», «назад».
– Задача была не просто в том, чтобы увидеть активность мозга, а понять: можно ли уловить разницу между тем, что человек говорит, и тем, что он только думает.
Результаты превзошли ожидания. Оказалось, что даже при мысленном проговаривании мозг формирует устойчивые и уникальные паттерны активности. Их можно зафиксировать с помощью обычной ЭЭГ-шапочки с датчиками. А алгоритмы машинного обучения способны различать эти сигналы с точностью до 78%.
– Такие технологии критически необходимы людям, которые по каким-либо причинам не могут говорить или двигаться. Они дадут возможность управлять техникой, печатать тексты и взаимодействовать с виртуальной реальностью посредством одной только мысли.

Создали словарь мыслей

Но экспериментом ученые ЮФУ не ограничились. Они пошли дальше и создали открытую базу данных. Теперь она доступна для исследователей со всего мира. Как пояснил Дмитрий Шапошников, эта база — своего рода словарь сигналов мозга, которые соответствуют разным словам. Пока их всего шесть, но в ближайшее время набор команд будет расширен до нескольких десятков. Теперь в ближайших планах ученых стоит задача довести точность распознавания до 90-95% за счет совершенствования методов анализа ЭЭГ и применения более продвинутых алгоритмов искусственного интеллекта.
– В долгосрочной перспективе такие системы смогут стать настоящим спасением для людей, перенесших инсульт, тяжелую травму или страдающих нейродегенеративными заболеваниями. Им больше не нужно будет говорить вслух или двигаться. Достаточно просто подумать нужное слово, чтобы напечатать текст, управлять компьютером или даже инвалидной коляской.